一种矿井WiFi6无线通信系统的制作方法

专利2022-05-09  80


一种矿井wifi6无线通信系统
技术领域
1.本发明涉及通信设备领域,具体涉及一种矿井wifi6无线通信系统。


背景技术:

2.无线通信系统是矿山信息化系统主要组成部分,目前我国井下煤矿通信主要以有线通信为主,无线通信为辅。在井下的采区、挖掘面因为环境、作业的原因,采取有线的方式施工和维护都是非常有难度的,并且在狭长的巷道里,有线的接入点的数量受到很大限制,无法做到全面的通信;通信线缆在采面、掘进面等位置均为星型连接,一旦灾害发生导致线缆损坏,通信就会中断。
3.区别于有线通信系统的限制,基于wifi的宽带无线传输方式最适合矿井下通信,尤其是目前wifi6技术的发展应用,可满足井下高清视频监控、数据通信与语音通信等需求。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于提供一种矿井wifi6无线通信系统,以满足井下高清视频监控、数据通信与语音通信等需求。
5.本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
6.一种矿井wifi6无线通信系统,包括井上系统和井下系统,
7.所述井上系统包括核心网,以及通过电线或网线与核心网连接的调度主机,以及通过光缆与核心网连接的井上工业以太环网交换机,所述井上工业以太环网交换机通过电线连接有矿用本安型电源;
8.所述井下系统包括通过光缆与井上工业以太环网交换机连接的井下工业以太环网交换机,以及通过光缆与井下工业以太环网交换机连接的井下通讯分站,以及通过无线与井下通讯分站连接的定位读卡器、本安型wifi手机、矿用无线摄像机,所述井下工业以太环网交换机通过电线连接有矿用本安型电源。
9.进一步改进在于,所述光缆选用矿用阻燃通信光缆。
10.进一步改进在于,所述井下通讯分站包括壳体以及设在壳体内部的传输板、wifi板、电源转换板和电源转换座,所述传输板上设有用于连接外部网络的光纤接口,所述wifi板与传输板电连接,且wifi板连接有位于壳体外部的天线,所述电源转换板与电源转换座连接,以接入外部电源,电源转换板同时与传输板和wifi板连接,以进行供电。
11.进一步改进在于,所述壳体采用不锈钢材质,且在壳体表面喷涂有耐腐蚀层。
12.进一步改进在于,所述耐腐蚀层的制备原料包括丙烯酸树脂30~40份、环氧树脂6~12份、二丙二醇甲醚5~15份、涂料骨架2~8份、氧代双吩恶砒1~3份;
13.其中,所述涂料骨架的制备步骤为:
14.取离心玻璃棉并用溶剂进行分散得到分散系,对分散系进行超声波解离,再向分散系中加入占离心玻璃棉重量2~8%的na2co3以及0.001~0.005%的nh4hf2,在75~90℃
下对离心玻璃棉进行纳米化处理10~30min,处理完成后滤出并清洗,得到纳米化离心玻璃棉;
15.将纳米化离心玻璃棉与膨胀石墨按1~3:1的重量比混合,并用溶剂进行分散得固含量为70~80%的分散系,再对分散系进行超声波融合,即得涂料骨架。
16.进一步改进在于,所述溶剂选用去离子水或乙醇溶液中的一种。
17.进一步改进在于,所述超声波解离的条件为频率10000~50000hz、功率600~1000w下超声处理10~60min。
18.进一步改进在于,所述超声波融合的条件为频率10000~50000hz、功率50~200w下超声处理10~40min。
19.本发明的有益效果在于:
20.(1)该无线通信系统功能齐全,能满足井下生产调度、人员考勤、高清视频监控、数据通信与语音通信等需求,且系统稳定性、安全性好;
21.(2)该无线通信系统的井下系统主要采用基于wifi6技术的通讯分站,该分站进行了涂层耐腐蚀处理,且所使用的涂料中掺入有涂料骨架,涂料骨架中的纳米化离心玻璃棉自身为纳米级尺寸,同时表面具有纳米级波纹结构,结合能力强,而膨胀石墨为多孔松散结构,两者超声融合,使纳米化离心玻璃棉均匀分散于膨胀石墨的孔隙内或表面,从而形成稳定的骨架结构,起到连接、稳固涂料的作用,大幅度增强了涂层的稳定性,使最终的涂层牢牢的黏附在设备表面,使得通讯分站尤其适应于矿井下高风速、阴湿环境,提高使用寿命。
附图说明
22.图1为矿井wifi6无线通信系统的示意图;
23.图2为井下通讯分站的结构示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图对本申请作进一步详细描述,有必要在此指出的是,以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明,不能理解为对本申请保护范围的限制,该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
25.实施例1
26.结合图1和图2所示,一种矿井wifi6无线通信系统,包括井上系统和井下系统:
27.井上系统包括核心网,以及通过电线或网线与核心网连接的调度主机,以及通过光缆与核心网连接的井上工业以太环网交换机,井上工业以太环网交换机通过电线连接有矿用本安型电源;其中,调度主机可以下达关于生产的各项调度命令。
28.井下系统包括通过光缆与井上工业以太环网交换机连接的井下工业以太环网交换机,以及通过光缆与井下工业以太环网交换机连接的井下通讯分站,以及通过无线与井下通讯分站连接的定位读卡器、本安型wifi手机、矿用无线摄像机,井下工业以太环网交换机通过电线连接有矿用本安型电源。其中,定位读卡器可用于人员定位跟踪以及考勤打卡,并将定位信号传输至井上,本安型wifi手机可实现井下与井下或者井下与井上的通话,矿用无线摄像机可用于提供高清视频监控,并将监控信号传输至井上。
29.本发明中,核心网的网络接入口连接移动通信网络或者集团网络服务器,且在接
入口设有防火墙,可增加网络安全性。
30.本发明中,井上系统还包括通过电线或网线与核心网连接的监控台、应急操作台和广播台。其中,监控台用于接收井下的监控信号,并可实现语音互通,应急操作台可用于紧急控制井下各生产设备的开闭,广播台可用于通过录入广播消息。
31.本发明中,井下系统还包括通过无线与井下通讯分站连接的矿用音响和矿用救生舱。其中,矿用音响可用于接收并播放各类消息,矿用救生舱用于在紧急情况下供人员躲避,并实现舱内与井上的有效通信。
32.本发明中,光缆选用矿用阻燃通信光缆,安全性好,信号传输可得到保障。
33.本发明中,井下通讯分站包括壳体以及设在壳体内部的传输板、wifi板、电源转换板和电源转换座,传输板上设有用于连接外部网络的光纤接口,wifi板与传输板电连接,且wifi板连接有位于壳体外部的天线,电源转换板与电源转换座连接,以接入外部电源,电源转换板同时与传输板和wifi板连接,以进行供电。
34.实施例2
35.实施例2在实施例1的基础上进一步的:井下通讯分站壳体采用不锈钢材质,且在壳体表面喷涂有耐腐蚀层,耐腐蚀层的制备原料包括丙烯酸树脂30份、环氧树脂6份、二丙二醇甲醚5份、涂料骨架2份、氧代双吩恶砒1份。
36.其中,涂料骨架的制备步骤为:
37.取离心玻璃棉并用去离子水进行分散得到分散系,对分散系进行超声波解离,超声波解离的条件为频率10000hz、功率600w下超声处理60min,再向分散系中加入占离心玻璃棉重量2%的na2co3以及0.001%的nh4hf2,在75℃下对离心玻璃棉进行纳米化处理30min,处理完成后滤出并清洗,得到纳米化离心玻璃棉;
38.将纳米化离心玻璃棉与膨胀石墨按1:1的重量比混合,并用去离子水或乙醇进行分散得固含量为70%的分散系,再对分散系进行超声波融合,超声波融合的条件为频率10000hz、功率50w下超声处理40min,即得涂料骨架。
39.实施例3
40.实施例3在实施例1的基础上进一步的:壳体采用不锈钢材质,且在壳体表面喷涂耐腐蚀层,耐腐蚀层的制备原料包括丙烯酸树脂35份、环氧树脂9份、二丙二醇甲醚10份、涂料骨架5份、氧代双吩恶砒2份。
41.其中,涂料骨架的制备步骤为:
42.取离心玻璃棉并用去离子水或乙醇进行分散得到分散系,对分散系进行超声波解离,超声波解离的条件为频率30000hz、功率800w下超声处理35min,再向分散系中加入占离心玻璃棉重量5%的na2co3以及0.003%的nh4hf2,在85℃下对离心玻璃棉进行纳米化处理20min,处理完成后滤出并清洗,得到纳米化离心玻璃棉;
43.将纳米化离心玻璃棉与膨胀石墨按2:1的重量比混合,并用乙醇进行分散得固含量为75%的分散系,再对分散系进行超声波融合,超声波融合的条件为频率30000hz、功率100w下超声处理30min,即得涂料骨架。
44.实施例4
45.实施例4在实施例1的基础上进一步的:壳体采用不锈钢材质,且在壳体表面喷涂耐腐蚀层,耐腐蚀层的制备原料包括丙烯酸树脂40份、环氧树脂12份、二丙二醇甲醚15份、
涂料骨架8份、氧代双吩恶砒3份。
46.其中,涂料骨架的制备步骤为:
47.取离心玻璃棉并用去离子水进行分散得到分散系,对分散系进行超声波解离,超声波解离的条件为频率50000hz、功率1000w下超声处理10min,再向分散系中加入占离心玻璃棉重量8%的na2co3以及0.005%的nh4hf2,在90℃下对离心玻璃棉进行纳米化处理10min,处理完成后滤出并清洗,得到纳米化离心玻璃棉;
48.将纳米化离心玻璃棉与膨胀石墨按3:1的重量比混合,并用去离子水或乙醇进行分散得固含量为80%的分散系,再对分散系进行超声波融合,超声波融合的条件为频率50000hz、功率200w下超声处理10min,即得涂料骨架。
49.对比例1
50.其与实施例3基本相同,唯一区别在于:将涂料骨架中的纳米化离心玻璃棉换成等量的膨胀石墨,即涂料骨架全部由膨胀石墨组成。
51.对比例2
52.其与实施例3基本相同,唯一区别在于:将涂料骨架中的膨胀石墨换成等量的纳米化离心玻璃棉,即涂料骨架全部由纳米化离心玻璃棉组成。
53.对比例3
54.其与实施例3基本相同,唯一区别在于:未添加涂料骨架。
55.取上述实施例2

4以及对比例1

3的壳体样品各10份,参照国家标准《gb6458

86金属覆盖层中性盐雾试验》对各样品进行耐腐蚀性能测试,观察各组10份样品开始出现腐蚀的时间,统计结果如下:
[0056][0057]
从上表可以看出,本发明实施例2

4样品具有优良的耐腐蚀性能,开始出现腐蚀的时间≧720h;而对比例1和对比例2的涂料骨架由于只采用了膨胀石墨或纳米化离心玻璃棉单一成分,导致骨架连接效果明显下降,开始出现腐蚀的时间明显缩短,由此也说明膨胀石墨和纳米化离心玻璃棉两者融合使用起到了协同促进效果;而对比例3的结果则说明添加骨架确实能起到一定的作用。
[0058]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

技术特征:
1.一种矿井wifi6无线通信系统,包括井上系统和井下系统,其特征在于:所述井上系统包括核心网,以及通过电线或网线与核心网连接的调度主机,以及通过光缆与核心网连接的井上工业以太环网交换机,所述井上工业以太环网交换机通过电线连接有矿用本安型电源;所述井下系统包括通过光缆与井上工业以太环网交换机连接的井下工业以太环网交换机,以及通过光缆与井下工业以太环网交换机连接的井下通讯分站,以及通过无线与井下通讯分站连接的定位读卡器、本安型wifi手机、矿用无线摄像机,所述井下工业以太环网交换机通过电线连接有矿用本安型电源。2.根据权利要求1所述的一种矿井wifi6无线通信系统,其特征在于:所述光缆选用矿用阻燃通信光缆。3.根据权利要求1所述的一种矿井wifi6无线通信系统,其特征在于:所述井下通讯分站包括壳体以及设在壳体内部的传输板、wifi板、电源转换板和电源转换座,所述传输板上设有用于连接外部网络的光纤接口,所述wifi板与传输板电连接,且wifi板连接有位于壳体外部的天线,所述电源转换板与电源转换座连接,以接入外部电源,电源转换板同时与传输板和wifi板连接,以进行供电。4.根据权利要求3所述的一种矿井wifi6无线通信系统,其特征在于:所述壳体采用不锈钢材质,且在壳体表面喷涂有耐腐蚀层。5.根据权利要求4所述的一种矿井wifi6无线通信系统,其特征在于:所述耐腐蚀层的制备原料包括丙烯酸树脂30~40份、环氧树脂6~12份、二丙二醇甲醚5~15份、涂料骨架2~8份、氧代双吩恶砒1~3份;其中,所述涂料骨架的制备步骤为:取离心玻璃棉并用溶剂进行分散得到分散系,对分散系进行超声波解离,再向分散系中加入占离心玻璃棉重量2~8%的na2co3以及0.001~0.005%的nh4hf2,在75~90℃下对离心玻璃棉进行纳米化处理10~30min,处理完成后滤出并清洗,得到纳米化离心玻璃棉;将纳米化离心玻璃棉与膨胀石墨按1~3:1的重量比混合,并用溶剂进行分散得固含量为70~80%的分散系,再对分散系进行超声波融合,即得涂料骨架。6.根据权利要求5所述的一种矿井wifi6无线通信系统,其特征在于:所述溶剂选用去离子水或乙醇溶液中的一种。7.根据权利要求5所述的一种矿井wifi6无线通信系统,其特征在于:所述超声波解离的条件为频率10000~50000hz、功率600~1000w下超声处理10~60min。8.根据权利要求5所述的一种矿井wifi6无线通信系统,其特征在于:所述超声波融合的条件为频率10000~50000hz、功率50~200w下超声处理10~40min。
技术总结
本发明公开了一种矿井WiFi6无线通信系统,包括井上系统和井下系统,井上系统包括核心网,以及通过电线或网线与核心网连接的调度主机,以及通过光缆与核心网连接的井上工业以太环网交换机,井上工业以太环网交换机连接有矿用本安型电源;井下系统包括通过光缆与井上工业以太环网交换机连接的井下工业以太环网交换机,以及通过光缆与井下工业以太环网交换机连接的井下通讯分站,以及通过无线与井下通讯分站连接的定位读卡器、本安型WiFi手机、矿用无线摄像机,井下工业以太环网交换机连接有矿用本安型电源。该无线通信系统功能齐全,能满足井下生产调度、人员考勤、高清视频监控、数据通信与语音通信等需求,且系统稳定性、安全性好,使用寿命长。使用寿命长。使用寿命长。


技术研发人员:张明 聂云辉 徐小建 宋宇 林志 梁德运 曹玥 李星
受保护的技术使用者:平安开诚智能安全装备有限责任公司
技术研发日:2021.03.26
技术公布日:2021/6/29

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